Политетрафлуороетилен (политетрафлуороетилен) је вероватно најчешће коришћени флуорополимер јер има неколико карактеристика које га чине идеалним материјалом за широк спектар примене. Флексибилнији је од других сличних цеви и може да одоли скоро свим индустријским хемикалијама.
Температурни опсег је приближно од -330°F до 500°F, што пружа најшири температурни опсег међу флуорополимерима. Поред тога, има одлична електрична својства и ниску магнетну пермеабилност. Ptfe цев је најчешће коришћена лабораторијска цев и примена где су хемијска отпорност и чистоћа неопходни.ПТФЕима веома низак коефицијент трења и једна је од најклизајућих супстанци које су познате
Карактеристике:
100% чиста ПТФЕ смола
У поређењу са FEP, PFA, HP PFA, UHP PFA, ETFE, ECTFE, најфлексибилнијим флуорополимерним цевима
Хемијски инертан, отпоран на скоро све индустријске хемикалије и раствараче
Широк температурни опсег
Ниска пенетрација
Глатка површинска завршна обрада без лепљења
Најнижи коефицијент трења
Одличне електричне перформансе
Незапаљиво
Нетоксично
Примене:
лабораторија
Хемијски процес
Опрема за анализу и процес
Праћење емисија
Ниска температура
висока температура
Електрична енергија
озон
Структура молекула ПТФЕ-а
Политетрафлуороетилен (ПТФЕ) се производи полимеризацијом многих молекула тетрафлуороетилена
Овај једноставни ПТФЕ дијаграм не приказује тродимензионалну структуру молекула. Код једноставнијег молекуларног поли(етилена), угљенични ланац молекула је повезан само атомима водоника, а овај ланац је веома флексибилан - дефинитивно није линеарни молекул.
Међутим, у политетрафлуороетилену, атом флуора у CF2 групи је довољно велики да омета атом флуора на суседној групи. Морате запамтити да сваки атом флуора има 3 пара усамљених електрона који штрче.
Ефекат овога је сузбијање ротације једноструке везе угљеник-угљеник. Атоми флуора имају тенденцију да буду распоређени тако да буду што даље од суседних атома флуора. Ротација има тенденцију да укључује сударе усамљених парова између атома флуора на суседним атомима угљеника - што ротацију чини енергетски неповољном.
Одбојна сила закључава молекул у облику штапића, а атоми флуора су распоређени у веома нежној спирали — атоми флуора су распоређени у спирали око угљеничне основе. Ове оловне траке ће бити стиснуте заједно попут дугих, танких оловака у кутији.
Овај блиски контакт има важан утицај на међумолекуларне силе, као што ћете видети
Интермолекуларне силе и тачка топљења ПТФЕ-а
Тачка топљења политетрафлуороетилена је наведена као 327°C. Ово је прилично високо за овај полимер, тако да морају постојати значајне ван дер Валсове силе између молекула.
Зашто људи тврде да су ван дер Валсове силе у ПТФЕ-у слабе?
Ван дер Валсова дисперзиона сила је узрокована привременим флуктуирајућим диполима који настају када се електрони у молекулу крећу. Пошто је молекул ПТФЕ-а велики, очекивали бисте велику дисперзиону силу јер постоји много електрона који се могу кретати.
Генерално, што је молекул већи, то је већа моћ дисперзије.
Међутим, ПТФЕ има проблем. Флуор је веома електронегативан. Он тежи да чврсто веже електроне у вези угљеник-флуор, тако чврсто да се електрони не могу кретати као што мислите. Везу угљеник-флуор описујемо као везу која нема јаку поларизацију.
Ван дер Валсове силе такође укључују дипол-дипол интеракције. Али у политетрафлуороетилену (ПТФЕ), сваки молекул је окружен слојем благо негативно наелектрисаних атома флуора. У овом случају, једина могућа интеракција између молекула је међусобно одбијање!
Дакле, сила дисперзије је слабија него што мислите, а дипол-дипол интеракција ће изазвати одбијање. Није ни чудо што људи кажу да је ван дер Валсова сила у ПТФЕ-у веома слаба. Заправо нећете добити силу одбијања, јер је утицај силе дисперзије већи од утицаја дипол-дипол интеракције, али нето ефекат је да ће ван дер Валсова сила тежити да ослаби.
Али ПТФЕ има веома високу тачку топљења, тако да сила која држи молекуле заједно мора бити веома јака
Како ПТФЕ може имати високу тачку топљења?
ПТФЕ је веома кристалан, у том смислу постоји велика површина, молекули су у веома правилном распореду. Запамтите, молекули ПТФЕ-а се могу сматрати издуженим штапићима. Ови полови ће бити густо груписани заједно.
То значи да иако молекул ptfe не може да произведе заиста велике привремене диполе, диполи се могу веома ефикасно користити.
Дакле, да ли су ван дер Валсове силе у ПТФЕ-у слабе или јаке?
Мислим да можете бити обоје у праву! Ако су ланци политетрафлуоретилена (ПТФЕ) распоређени на такав начин да нема превише блиског контакта између ланаца, сила између њих ће бити веома слаба, а тачка топљења ће бити веома ниска.
Али у стварном свету, молекули су у блиском контакту. Ван дер Валсове силе можда нису толико снажне колико јесу, али структура ПТФЕ-а значи да осећају највећи ефекат, стварајући свеукупно јаке интермолекуларне везе и високе тачке топљења.
Ово је у супротности са другим силама, као што је сила интеракције дипол-дипол, која се смањује само 23 пута, односно двоструко растојање се смањује 8 пута.
Стога, чврсто паковање молекула у облику штапића у ПТФЕ-у максимизира ефикасност дисперзије
Нелепљива својства
Зато се вода и уље не лепе за површину ПТФЕ-а и зато можете пржити јаја у тигању обложеном ПТФЕ-ом, а да се не лепе за тигањ.
Морате размотрити које силе би могле да фиксирају друге молекуле на површиниПТФЕМоже да укључује неку врсту хемијске везе, ван дер Валсову силу или водоничну везу.
Хемијско везивање
Веза угљеник-флуор је веома јака и немогуће је да било који други молекул допре до угљеничног ланца како би изазвао било какву реакцију супституције. Немогуће је да дође до хемијске везе.
ван дер Валсове силе
Видели смо да ван дер Валсова сила у ПТФЕ-у није баш јака и да ће ПТФЕ само учинити да има високу тачку топљења, јер су молекули толико близу да имају веома ефикасан контакт.
Али је другачије за друге молекуле близу површине ПТФЕ-а. Релативно мали молекули (као што су молекули воде или молекули уља) имаће само мали контакт са површином и генерисаће се само мала количина ван дер Валсове гравитације.
Велики молекул (као што је протеин) неће бити штапићастог облика, тако да нема довољно ефикасног контакта између њега и површине да би се превазишла тенденција ниске поларизације ПТФЕ-а.
У сваком случају, ван дер Валсова сила између површине ПТФЕ-а и околних ствари је мала и неефикасна
Водоничне везе
Молекули PTFE-а на површини су потпуно обавијени атомима флуора. Ови атоми флуора су веома електронегативни, тако да сви носе одређени степен негативног наелектрисања. Сваки атом флуора такође има 3 пара истурених усамљених електрона.
То су услови потребни за формирање водоничних веза, као што су усамљени пар на флуору и атом водоника у води. Али то се очигледно неће десити, иначе ће постојати јака привлачност између молекула ПТФЕ-а и молекула воде, и вода ће се лепити за ПТФЕ.
Резиме
Не постоји ефикасан начин да се други молекули успешно причврсте за површину ПТФЕ-а, тако да има површину која се не лепи.
Ниско трење
Коефицијент трења PTFE-а је веома низак. То значи да ако имате површину обложену PTFE-ом, друге ствари ће лако клизати по њој.
У наставку је кратак преглед онога што се дешава. Ово је из рада из 1992. године под називом „Трење и хабање политетрафлуоретилена“.
На почетку клизања, ПТФЕ површина се ломи и маса се преноси тамо где клизи. То значи да ће се ПТФЕ површина хабати.
Како се клизање настављало, блокови су се расклапали у танке филмове.
Истовремено, површина ПТФЕ-а се извлачи да би се формирао организовани слој.
Обе површине у контакту сада имају добро организоване молекуле ПТФЕ-а које могу да клизе једна по другој
Горе наведено је увођење политетрафлуороетилена, политетрафлуороетилен се може прерадити у разне производе, специјализовани смо за израду ПТФЕ цеви.произвођачи PTFE црева, добродошли да комуницирате са нама
Претраге повезане са ptfe цревом:
Време објаве: 05. мај 2021.